6月16日,華為任正非破天荒地接見了國內(nèi)的一批媒體人,邀請大家參加華為“藍血十杰”表彰會。在采訪時,任正非表達了一個驚人的觀點:未來10-20年內(nèi)一定會爆發(fā)一場技術(shù)革命,從硅時代躍進到石墨時代。
“我認(rèn)為這個時代將來最大的顛覆,是石墨烯時代顛覆硅時代,但是顛覆需要有繼承性發(fā)展,在硅時代的成功佼佼者最有希望成為石墨烯時代中的佼佼者。因為現(xiàn)在芯片有極限寬度,硅的極限是七納米,已經(jīng)臨近邊界了,石墨已經(jīng)是技術(shù)革命前沿邊了。石墨烯這個新技術(shù)在世界上的發(fā)展也不是小公司能做到的?!?/p>
那么,石墨烯到底是什么,它有什么魅力能夠顛覆硅時代,引發(fā)一場技術(shù)大革命?尤其是,它能為新能源汽車產(chǎn)業(yè)帶來什么?
百度百科顯示:石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,通俗而言就是一個碳原子厚度的石墨薄片。它是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料,比鉆石還堅硬,強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。同時,石墨烯是世上電阻率最小、導(dǎo)電性最好的材料。
因為其堅固的特性,石墨烯可以用來制造超輕防彈衣,超薄超輕型飛機材料等。同時,因為其電阻率極低,電子遷移的速度極快,石墨烯在微電子領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力,有可能會成為硅的替代品,制造超微型晶體管,透明觸控屏幕、光板、太陽能電池、未來的超級計算機等。
石墨烯對新能源車也有巨大意義。目前,束縛新能源汽車發(fā)展的最大障礙是電池能量密度不夠,導(dǎo)致續(xù)航里程太短。但采用石墨烯材料生產(chǎn)的電池有可能打破這一瓶頸。研究顯示,石墨烯應(yīng)用在鋰電池上,可加速充放電速度,提高鋰電容量??茖W(xué)家預(yù)計,石墨烯極有可能在未來取代鋰電池,成為新一代的電池標(biāo)準(zhǔn)。
例如,2011年11月,國外媒體報道,美國西北大學(xué)的研究團隊找到了突破目前鋰離子電池充電量和充電速度限制的方法,研發(fā)出一種采用石墨烯和硅材質(zhì)的電池。該電池充電量比以前增加了十倍,充電時間也只需原來的十分之一,充電15分鐘可以實現(xiàn)約一周的續(xù)航能力??茖W(xué)家表示,這項技術(shù)可望在三到五年內(nèi)在市場量售。
國內(nèi)有報道稱,2014年2月,中科院金屬所研發(fā)出一種石墨烯鋰硫電池,儲電能力達到目前鋰電池18倍以上,與目前電動汽車的電池相比,電池重量下降90%以上,一次充電不超過10分鐘,巡航里程超過450公里,每公里成本下降4/5,電池壽命超過30年。
石墨烯還可以用于超級電容器的導(dǎo)電電極,因為石墨烯具有特高的表面面積對質(zhì)量比例??茖W(xué)家認(rèn)為,這種超級電容器的儲存能量密度會大于現(xiàn)有的電容器。美國俄亥俄州Nanotek儀器公司的研究人員利用石墨烯開發(fā)出一種新型儲能設(shè)備,可以將充電時間從過去的數(shù)小時縮短到一分鐘之內(nèi),功率密度比鋰電池高100倍,能量儲存密度比傳統(tǒng)超級電容高30倍。
照此發(fā)展,采用石墨烯材料制成的電池將輕而易舉代替鋰電池,成為新能源汽車的主要動力源。我們可以暢想,到那時,新能源車的續(xù)航里程比傳統(tǒng)汽油車還長,充電時間和加油時間一樣短。新能源汽車將在一夜之間替換燃油車。
石墨烯自被發(fā)現(xiàn)以來,迅速成為全球各國政府、科研機構(gòu)和跨國企業(yè)的寵兒。歐盟委員會將石墨烯列為僅有的兩個“未來新興技術(shù)旗艦項目”之一,提供10億歐元用于資助石墨烯材料研究。中國工信部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》將石墨烯作為前沿新材料之一。國家科技重大專項、國家973計劃也持續(xù)圍繞石墨烯部署了一批重大項目。業(yè)內(nèi)人士估計,石墨烯未來的市場規(guī)?;蚩蛇_到萬億元以上。
然而,石墨烯的推廣應(yīng)用也存在難點。擺在石墨烯產(chǎn)業(yè)化道路上的最大障礙是制備工藝過于復(fù)雜、提取過程異常艱難。目前石墨烯在我國的產(chǎn)量非常小,價格甚至超過黃金。石墨烯的同素異形體——碳纖維目前正在從航空領(lǐng)域慢慢走向民用汽車領(lǐng)域,或許石墨烯也會經(jīng)歷這樣的歷程。
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